kavitaatio
Kari Tamminen
aihetta on historiikin mukaan joskus käsitelty mutta en sieltä
löytänyt vastausta omaan "ongelmaani ".
Veneeni on lasik. 9mtr "fiskarityyppinen"/ 30hv/3000kierr /
mekaanisella 1:2 alennuksella ja potkuri 3-lapainen pronssi 15R14.
Olen havainnut, että jättöpuolella on kaikissa lavoissa - samassa
kohdassa valkoinen n peukalonkynnenkokoinen valkoinen alue. Keväällä
puhdistin potkurin varsin hyvin, eikä niitä ainakaan silloin vielä
ollut.
Kavitoinnista, sen merkityksestä ja synnystä olen kuullut mitä
ihmeellisimpiä selityksiä. Suurimman huoleni aiheutti kuitenkin eräs
selitys, jonka mukaan ko merkit ovat seurausta kavitoinnista ja
seuraavaksi potkurista irtoavat lavat.
Ainakaan irtoaminen ei tapahtune hetkessä, sillä vene on nyt 15v
ikäinen ja minulla ollut 2 vuotta.
Kaikista asiantuntevista / omakohtaisista kommenteistanne kiittäen .
terv Kari
Joakim Majander
> Veneeni on lasik. 9mtr "fiskarityyppinen"/ 30hv/3000kierr /
> mekaanisella 1:2 alennuksella ja potkuri 3-lapainen pronssi 15R14.
> Olen havainnut, että jättöpuolella on kaikissa lavoissa - samassa
> kohdassa valkoinen n peukalonkynnenkokoinen valkoinen alue. Keväällä
> puhdistin potkurin varsin hyvin, eikä niitä ainakaan silloin vielä
> ollut.
Mikä on veneen nopeus? Paljonko ottaa kierroksia? Onko veneessä
kantava perä tai perätasot? Potkuri vaikuttaa varsin pieneltä
halkaisijaltaan ja suurelta nousultaan, varsinkin jos kyse on
puuhtaasti uppoamarunkoisesta veneestä.
> Kavitoinnista, sen merkityksestä ja synnystä olen kuullut mitä
> ihmeellisimpiä selityksiä. Suurimman huoleni aiheutti kuitenkin eräs
> selitys, jonka mukaan ko merkit ovat seurausta kavitoinnista ja
> seuraavaksi potkurista irtoavat lavat.
Kavitointi johtuu siitä, että potkurin lähelle muodostuu alue, jossa
paine on niin alhainen, että vesi höyristyy. Yleisen virhekäsityksen
vastaisesti ilmalla ei ole mitään tekemistä asian kanssa. Varsinainen
ongelma tulee vasta siinä vaiheessa, kun nämä muodostuneet kuplat
(paljon aivan pieniä kuplia) lauhtuvat takaisin vedeksi. Tällöin
ympäröivä vesi syöksyy täyttämään kuplan jättämän aukon. Jos tämä
tapahtuu lähellä lavan pintaa, ilmiö on suunnilleen sama kuin hakkaisi
potkuria terävällä vasaralla. Paha kavitointi "syövyttää" potkurista
materiaalia. Minun tietoni mukaan lavat eivät irtoa, vaan kärjet
syöpyvät pois. Tosin käytännön kokemukset kavitoivista potkureista
ovat aika vähäiset. Tietääkseeni jonkinasteinen kavitointi on hyvin
tyypillistä laivoissa ja muissa raskaissa aluksissa, joissa potkurin
koolle tulee käytännön rajoituksia (syväys, tila, hinta jne.).
Kavitointi siis aiheutuu alhaisesta paineesta (lähes tyhjiö). Tämän
voi estää monella tavalla:
1. Viemällä potkurin tarpeeksi syvälle, jolloin veden hydrostaattinen
paine nostaa keskimääräistä painetta potkurin ympärillä. Tästä
keinosta ei pienveneissä ole juuri hyötyä, sillä kavitointi vaatii
lähes tyhjiön ja ilmanpaine on jo 1 bar eli vastaa yli 10 m
vesipatsasta. Jos jotain todellista vaikutusta halutaan, pitää
potkuria siirtää suuruusluokkaa metri.
2. Pienentämällä potkurin kierroslukua, jolloin dynaaminen paine (=
veden virtausnopeudesta aiheutuva staattisen paineen alentuma)
pienenee.
3. Kasvattamalla potkurin halkaisijaa, jolloin potkurin lavan paine-
ja imupuolen paine-ero pienenee.
4. Muotoilemalla potkuri vähemmän herkäksi kavitaatiolle.
5. Muita keinoja, joita ei juuri nyt tule mieleen.
Saatujen tietojen valossa kohta 3 vaikuttaa realistisimmalta.
Joakim
Kari Tamminen
> kari.t...@sarlin.com (Kari Tamminen) wrote in message news:<f3dcd164.02090...@posting.google.com>...
> > Veneeni on lasik. 9mtr "fiskarityyppinen"/ 30hv/3000kierr /
> > mekaanisella 1:2 alennuksella ja potkuri 3-lapainen pronssi 15R14.
> > Olen havainnut, että jättöpuolella on kaikissa lavoissa - samassa
> > kohdassa valkoinen n peukalonkynnenkokoinen valkoinen alue. Keväällä
> > puhdistin potkurin varsin hyvin, eikä niitä ainakaan silloin vielä
> > ollut.
>
> puuhtaasti uppoamarunkoisesta veneestä.Kyllä se on puhtaasti uppoamarunkoinen.
Joakim Majander
> joakim....@fortum.com (Joakim Majander) wrote in message news:<e6e5a72d.02090...@posting.google.com>...
> > kari.t...@sarlin.com (Kari Tamminen) wrote in message news:<f3dcd164.02090...@posting.google.com>...
> > > Veneeni on lasik. 9mtr "fiskarityyppinen"/ 30hv/3000kierr /
> > > mekaanisella 1:2 alennuksella ja potkuri 3-lapainen pronssi 15R14.
> > > Olen havainnut, että jättöpuolella on kaikissa lavoissa - samassa
> > > kohdassa valkoinen n peukalonkynnenkokoinen valkoinen alue. Keväällä
> > > puhdistin potkurin varsin hyvin, eikä niitä ainakaan silloin vielä
> > > ollut.
> >
> > Mikä on veneen nopeus? marssivauhti GPS mukaan 7,5kn mutta yli 8 sitä ei saa kiusaamallakaan. Paljonko ottaa kierroksia? huiput 3500 - tuo 7,5 toteutuu 2800 lla. Onko veneessä kantava perä tai perätasot? Ei ole kumpiakaan, perä on melkoisen suippo - vene on BARLIT 30 jos se on tuttu ? Potkuri vaikuttaa varsin pieneltä halkaisijaltaan ja suurelta nousultaan, varsinkin jos kyse on
> > puuhtaasti uppoamarunkoisesta veneestä.Kyllä se on puhtaasti uppoamarunkoinen.
Jos kierroksilla 2800 rpm pääsee vain 7,5 s 1:2 välityksellä ja 14"
potkurilla on luisto on suuri!
Teoreettinen nopeus = 2800/60/2*14*0,0254 = 8,3 m/s = 16,1 s
Luisto on siis ~53%, josta voi heti päätellä, että potkurin hyötysuhde
ko. tilanteessa on alle 40%, kun se voisi hyvinkin olla ~70%. Vielä
pahempi tilanne on 3500 rpm:llä, jos vauhti ei siis nouse yli 8 s.
Tällöin luisto on jo ~60%.
Potkuri taitaa olla aivan liian pieni pinta-alaltaan. Osaatko sanoa
mikä on lapojen peittosuhde? Voit arvioda sitä katsomalla potkuria
takaapäin ja vertaamalla lapojen pinta-alaa potkurin kokoisen ympyrän
pinta-alaan. Kolmilapaisella se voi olla ~30-60% ja nelilapaisella
jopa 70%. Katso kuvia Volvon varaosaluettelosta, jonka löydät
www.volvo.fi kautta. Jos nykyinen potkurisi on peittosuhteeltaan
pieni, voi potkurin halkaisijan pitää ehkä samana.
Esimerkki: Jos nykyisen potkurisi peittosuhde on 30% (=pienilapainen)
ja vaihdat sen samanhalkaisiseen 70% peittosuhteiseen (=4 isoa lapaa),
voit tiputtaa potkurisi nousun ~9":aan, jos haluat veneen edelleen
kulkevan samat 7,5 s ja 2800 rpm. Nyt luisto on enää 28% ja potkurin
hyötysuhde varmasti yli 60%. Samalla pienin ajettava nopeus tippui ja
potkurin suurin työntövoima nousi kertoimella 1,5. Hyötysuhde-eron
huomaat sitten moottorin pidempänä ikänä ja pienempänä kulutuksena.
Jos esim. 7,5 s vaatii 10 hv:n työntötehon, 35% hyötysuhteella
koneelta vaaditaan 29 hv ja 65% hyötysuhteella 15 hv.
Polttoaineenkulutus siis puolittuu!
Joakim
Jukka Veltheim
Tuo ei (muistaakseni, käsilläni ei ole juuri nyt juuri mitään
lähdemateriaalia) ole vielä hirmu suuri nopeus, ja kavitaatio ei
haitallisessa määrin liene tavallista vielä tuolla
lavankärkinopeudella.
Mustakin kyllä tuntuisi, että isompi halkaisija voisi olla parempi.
(Uskomukseni pohjautuu kyllä aika pitkälle ei-niin-mihinkään.)
"Lähes tyhjiöksi" en kavitaatiokuplaa kutsuisi. Mutta veden
höyrynpaineeksi kyseisessä meriveden lämpötilassa kylläkin. Toki paine
on huomattavan alhainen.
Joakimin esittämiin keinoihin haluaisin vielä lisätä:
6. Lapapinta-alan kasvattaminen (joko lapamuotoilulla tai lapamäärän
lisäämisellä)
7. Vanaveden parantaminen / tasoittaminen / potkurin veden saannin
varmistaminen
8. Hidastavan suulakkeen muotoileminen propulsorin ympärille :-D
/Jukka